Кислая среда

Ионно-электронный метод.

Этот метод применим только для окислительно-восстановительных реакций, протекающих в растворах электролитов. В методе ионно-электронных полуреакций коэффициенты окислительно-восстановительной реакции определяют с учетом конкретной формы ионов, участвующих во взаимодействии. Преимущество метода состоит в том, что нет необходи­мости пользоваться формальным представлением о степени окисления; применяются реально существующие ионы. Кроме того, этот метод позво­ляет учесть влияние реакции среды на характер окислительно-восстано­вительного процесса, составить ионное уравнение реакции.

При написании ионно-электронных полуреакций используют общие правила составления ионных уравнений, т.е. не электролиты, слабые электролиты, летучие соединения и труднорастворимые вещества запи­сывают в молекулярном виде, а сильные электролиты - в ионном виде. При составлении ионно-электронных полуреакций необходимо использо­вать правила стяжения и два вывода, вытекающих из них:

· Если продукт реакции содержит больше кислорода, чем исходное вещество, то расходуется либо вода – в нейтральных и кислых растворах, либо ионы – в щелосных растворах.

Например:

Продукт реакции содержит больше кислорода, чем исходное вещество. Следовательно, в нейтральной и кислой среде не­достающий кислород берется из воды.

В данной полуреакции недостающий кислород берется из гидроксид-ионов (среда щелочная).

· Если продукт реакции содержит меньше кислорода, чем исходное ве­щество, то в кислой среде образуется вода, а в нейтральной и щелочной - ионы

Например:

Реакции окисления-восстановления могут протекать в кислой, нейтральной или щелочной среде, т.е. в уравнение реакции, кроме восстановителя и окислителя, вводится кислота (чаще), щелочь (чаще) или вода.

Разберем методику составления ионно-электронных полуреакций для процессов окисления-восстановления, протекающих в различных средах.

В схеме реакции определяем элементы, изменяющие степень окисле­ния, находим окислитель и восстановитель.

Составляем ионно-электронные полуреакции; сначала для процесса окисления, а затем для процесса восстановления.

Восстановителем является ион, который окисляется до иона. Получающийся при реакции ион содержит больше кислорода, чем ион.В кислой среде недостающее количество кислорода пополняется за счет молекулы воды, при этом освобождаются два нона водорода, и достигается равенство количества частиц в пра­вой и левой частях полуреакции.

Чтобы число зарядов в обеих частях полуреакции стало одинаковым, вычитаем 2 электрона из левой части полуреакции:

Окислитель (ион) в кислой среде восстанавливается до двух элементарных ионов,не содержащих кислорода. Освобож­дающийся кислород взаимодействует с ионами водорода, образуя воду

Для соблюдения условия электронейтральности в левую часть полуреакции необходимо добавить 6 электронов (это следует из подсче­та положительных и отрицательных зарядов слева, и справа):

Поскольку количества отданных и принятых электронов должны быть равными, определяем дополнительные множители для процесса окис­ления и процесса восстановления по правилу нахождения наименьшего 6 кратного:

На полученные множители умножаем каждую полуреакцию; затем суммируем полуреакции, и после приведения подобных членов получаем ионное уравнение окислительно-восстановительной реакции:

По ионному уравнению составляем молекулярное уравнение реакции

Рассмотренный многоступенчатый метод составления уравнения окислительно-восстановительной реакции приведен для понимания логики решения этой задачи. По мере появления опыта число промежуточных уравнений может быть уменьшено, а в пределе все ступени могут быть выполнены при написании лишь одного уравнения.

Дата добавления: 2014-10-23